Tudengisatelliidi missioon õnnestus osaliselt

Eesti esimese tudengisatelliidi Estcube-1 projekti juhtinud Silver Lätt eile Tõraveres kuubikukujulist torti lahti lõikamas. Tema tegevust jälgib Tartu observatooriumi tugiteenuste osakonna juhataja Tiia Lillemaa. Foto: Margus Ansu

Ehkki 2013. aasta mais orbiidile lennutatud tudengisatelliidi EstCube-1 missiooni on teaduse populariseerijana võimatu üle hinnata, ei saavutatud projekti peaeesmärki katsetada päikesepurje.

Kümnemeetrist jupikest imepeenikest traati ehk elektrilist päikesepurje ei õnnestunud aparaadist välja sirutada, sest seda lahti kerima pidanud mootoris oli rike. Satelliit pidi katsetama Soome meteoroloogiainstituudi teadlase Pekka Janhuneni ideed, mille järgi saab kosmoseaparaadid liikuma panna juuksekarvast peenemate juhtmetega, kasutades päikesest lähtuvat laetud osakeste voogu.

Eile lõpetati Tartumaal Tõravere observatooriumis pidulikult kuubiku aktiivne töö, kostsid viimased morsepiiksud ja nüüd hoitakse aparaadil veel aeg-ajalt silma peal seni, kuni see on kontaktivõimeline.

«Halloo, Maa, siin EstCube-1, olen töötanud kosmoses 651 päeva inimkonna helge tuleviku nimel,» teatas kuubik. «Tänasest (eilsest – toim) lähen pensionile ja loen järgmised 20 aastat teie sõbrapäeva soovitusi. Elagu Eesti!» Viimase tegevusena salvestas satelliit tõepoolest 4000 inimese sõbrapäevasõnumid.

Lähipäevil või -nädalail ei suuda aparaadi vaenuliku keskkonna tõttu kiiresti oksüdeeruvad päikesepatareid enam ise toota piisavalt elektrit, et kuubik saaks suhelda planeediga Maa. Ent isegi kontaktivõime kadudes tiirutab aparaat veel maakera ümber ligikaudu 23 aastat, enne kui atmosfääri vajub ja ära põleb.

Projekt õnnestus juba ainuüksi seetõttu, et aparaat jõudis 650 kilomeetri kõrgusele ja andis sealt tagasi signaali. Katsetati Eestis valminud seadmeid ja valmis hulk teadusartikleid.

Tsiteerin Postimeest, mis kirjutas 2011. aasta oktoobris järgmist: «Missioon loetakse õnnestunuks, kui kuupsatelliidist õnnestub avakosmoses välja kerida kümnemeetrine alumiiniumist nanojuhe – elektriline päikesepuri – ning tõestada, et laetud osakeste ja purje vastasmõju tulemusel tõukab puri satelliiti.»

Nanopurje seiklused

2013. aasta mais Prantsuse Guajaanast orbiidile saadetud satelliidi maapealne meeskond lootis esmalt nanopurje välja kerida sama aasta südasuvel, seega juba augusti lõpus. 2013. aasta detsembri lõpus teatas Eesti tudengisatelliidi programmi algataja ja juhendaja Mart Noorma juba Postimehele, et purje avamisega pole kiiret ning kui ettevalmistused on jõudnud õigesse faasi, siis toob 2014. aasta endaga ka katsetuse.

Samuti ütles Noorma toona, et algne prognoos, mille järgi on EstCube vähemalt kaks aastat töövõimeline, kehtib kenasti. Eile ütles ta, et esialgse plaani järgi pidi satelliidi elektroonika kosmosetingimustes vastu pidama vähemalt ühe aasta.

Mullu mais avaldati ajakirjandusele, et mõnedes kuubiku osades on tekkinud magnetism. See aga mõjutas vastasmõjus Maa magnetväljaga satelliidi asendit.

Probleemi põhjuseks olid kuubiku akude ümbrised ja konstruktsiooni nurkades asuvad poldid. Mõlema materjalides on rauda ja seetõttu tekkinud magnetism hakkas segama. Poldid sooviti küll alguses saada titaanist, aga aeg surus satelliidimeistreid takka: titaanpolte ei õnnestunud saada ja sestap tuli leppida teraspoltidega.

Septembriks õnnestus noorteadlastel siiski magnetismiprobleem lahendada ja saada ka satelliit pöörlema nanosatelliitidele rekordilise kiirusega 2,3 pööret sekundis, mis on päikesepurje katsetamiseks hädavajalik. Ent siis ilmnes märksa proosalisem probleem: päikesepurje polnud võimalik poolilt välja kerida, sest midagi oli juhtunud selle mootoriga. Muide, mootor polnud meie tudengite kätetöö, see osteti sisse.

Oleks väga ebaõiglane nimetada EstCube-1 missiooni vähimalgi määral ebaõnnestunuks, ent ometi oleks aus nimetada seda siiski osaliselt, mitte täielikult õnnestunuks. Elektrilise päikesepurje idee autor Janhunen ütles eile Postimehele, et ehkki purje väljakerimine ebaõnnestus, läks missioon siiski korda, ja mitte üksnes populaarteaduslikus, vaid ka teaduslikus mõttes. Selliste tillukeste satelliitide õnnestumismäär on tavaliselt palju väiksem kui Eesti esimesel kuubikul.

Tänavu saadavad soomlased orbiidile oma satelliidi, mis katsetab samuti Janhuneni purje. Eestlaste kogemusi kasutatakse nüüd selleks, et soomlaste katse õnnestuks suurema tõenäosusega.

Noorma ütles eile, et esimene eesmärk oli satelliit valmis ehitada.

«Maailma tudengisatelliitide programmide ajaloos on see tavaliselt kõige tähtsam eesmärk,» lausus ta. «Järgmiseks oleme väga õnnelikud, kui satelliit kosmoses üldse tööle hakkab. Kõik satelliidi pardal olevad alamsüsteemid peaks ka kosmosetingimustele vastu pidama ja näitama tulemusi.»

Üks oluline eesmärk oli panna nanosatelliit pöörema kontrollitult ja suurel kiirusel ning sellega tuldi ka toime. Teiseks ülesandeks oli tagada, et kiirel pöörlemisel jääks tööle ka satelliidi teised alamsüsteemid.

Seejärel oligi kavas katsetada kahte elektrilise päikesepurje komponenti esimest korda kosmoses. Üks neist oli süsteemi laadimiseks tarviline ja Jyväskylä ülikoolis välja arendatud elektronkahur, teine aga mehhaaniline elektrilise päikesepurjejuhtme väljakerimise süsteem. Sellelt spinningupooli meenutavalt rullilt oli kavas välja kerida kümme meetrit päikesepurjejuhet.

«Ja kui see õnnestub, oli plaanis mõõta laetud juhtme mõju atmosfääri plasmale,» selgitas Noorma.

Elektronkahurit õnnestus meeskonnal kolmel korral edukalt katsetada ja selgus, et tehnoloogia töötab.

«Kui aga satelliit sai pandud mullu septembris pandud pöörlema sobival kiirusel ja alustasime juhtme väljakerimist, siis juhet välja ei tulnud,» tunnistas Noorma. «Järgmised pool aastat uurisid tudengid, mis põhjustas süsteemivea. Nad määrasid kindlaks, et juhtme väljakerimise mehhaanika ei pidanud vastu satelliidi stardiga seotud vibratsioonile. Mootorisse läheb küll signaal, aga mootor ei pöörle ja seda tõenäoliselt mootori mehhaanilise purunemise tagajärjel.»

Ka Janhuneni kinnitusel oli juba septembris selge, et päikesepurje ei õnnestu välja kerida.

Uued sihid

Eestlased osalevad peagi uutes satelliidiprogrammides.

«Järgmine missioon on soomlaste Aalto-1, millel katsetatakse taas elektroonilise päikesepurje väljakerimist, ja selle süsteemi elektroonikaplaat on välja arendatud eesti tudengite poolt,» lausus Noorma.

Muide, Aalto-1 missiooni juht on eestlane Jaan Praks, kes alustas karjääri samuti Tõravere observatooriumist.

Noorma sõnul tegi EstCube kosmosest ka üle 880 kvaliteetse foto. «Enne EstCube-1 polnud ükski nanosatelliit teinud kosmosest nii kõrge kvaliteediga fotosid,» lausus ta.

Niisiis läheb Euroopa Kosmoseagentuuri haridusmissiooni käigus tuleval aastal orbiidile Eesti kuubikust märksa suurem satelliit ja selle kaamerasüsteemi arendavad välja samuti eestlased. Muide, kaamera mehhaanikat ei tööta välja Tartu Ülikooli, vaid hoopis Eesti Maaülikooli tudengid ja nende juhendajad.

Noorma sõnul käib juba paar aastat töö ka EstCube-2 missiooni ettevalmistamiseks. «Rahastuslepinguid meil pole, missioon on kallim kui EstCube-1, sest see on ka keerulisem,» selgitas ta. «Missiooni eesmärk on viia elektriline päikesepuri välja Maa magnetväljast süvakosmosesse. Seda pole seni teinud ükski kuupsatelliit ja see on väga põnev väljakutse.»

EstCube-1 vahetu kasu

• Kaitsti 19 magistrikraadi.
• Kaitsti 29 bakalaureusekraadi.
• Valmimas on 25 doktoritööd.
• Loodi neli idufirmat.
• Ilmunud on 12 teadusartiklit (viis on veel valmimas).
• Tehtud on 53 teaduslikku ettekannet.

Allikas: Mart Noorma

Loe ka kommentaari!